礦井地質構造研究培訓材料

2022-04-10 08:57:08 字數 5270 閱讀 2294

礦井地質構造研究工作的

特點、原則、步驟、內容、方法及注意事項

一、礦井地質構造研究工作的特點

1、理論性

礦井地質構造研究具有很強的理論性,注重理論和方法的研究。

2、實踐性

礦井地質構造研究指導生產,又受生產檢驗。

3、預見性

礦井地質構造研究不能滿足於遇到問題再來查明和處理,而要事先**和查明可能出現的地質構造變化,合理指導開拓部署和採掘設計。

4、複雜性

一種地質現象可以由多個地質構造組合形成,而且地質構造形態一般呈面狀,礦井地質工作者僅能依靠有限的井巷、鑽探控制點來判斷總體地質構造形態,類似「盲人摸象」,因此地質構造研究具有高度的複雜性,必須慎之又慎。

5、準確性

煤礦生產建設對地質構造判斷和地質資料的準確性要求較高,如果地質構造判斷失誤,地質資料不准,小則造成報廢巷道,損失煤量;大則導致礦井開拓部署不合理,甚至造成嚴重的安全事故。

6、及時性和連續性

由於工作面不斷推進,珍貴的地質資料不斷被新的採掘工程所揭露,又不斷被廢棄的採掘工程所毀壞。因此,隨著採掘工作的推進,礦井地質人員在時間上要不失時機地開展工作,及時收集資料,及時處理問題;在空間上要從淺部到深部,從中心到兩翼,連續不斷地進行工作。

二、礦井地質構造研究工作的原則

1、取全取準地質資料

資料收集要全面、可靠,避免盲人摸象。

2、礦井地質工作與區域地質工作相結合

區域構造控制井田構造,了解區域構造特別是相鄰井田構造有助於掌握井田構造的形成背景、規律、特徵。

3、上、下水平(區段)地質工作相結合

多層面收集地質資料,增加控制點。

4、多形式的探測方式相結合

採取靈活多樣的探測方式,進行有效驗證。

5、現場觀測與綜合分析相結合

兩者要緊密結合起來,按照由點到面、由已知到未知、由個別到一般的認識規律,不斷積累資料、總結規律、指導實踐,促進礦井地質工作水平的日益提高。

三、礦井地質構造研究工作的步驟

可概括為觀測、判斷、**和處理等四個步驟。

觀測:指對井巷已揭露的地質構造現象進行觀測、測量、記錄、描繪等工作。這是一項基礎工作,務必紮實抓好,切勿在編錄過程中粗心大意而漏編層位,或層位追索不緊而丟失。

為了確保地質資料真實、可靠,有時需要反覆進行觀測,去偽存真。

判斷:指對揭露尚不充分的地質構造,根據與它有成因聯絡的各種地質標誌,通過研究、分析對比,對它的存在位置、性質和規模作出的切合實際的辨認。全面占有資料、科學進行綜合分析是正確判斷的前提。

**:指對部分揭露或未揭露地區的地質構造,根據地質理論和已掌握的地質規律,對其影響情況提出預見性認識。

處理:指對已查明的地質構造特點,為克服和儘量減少它對生產的不利影響,採取的相應技術措施和辦法。

四、礦井地質構造研究工作的內容

1、分析研究原有勘探工程對礦井主要地質構造的控制程度,以便適時布置補充勘探工程予以查明。

2、系統觀測和收集井巷和鑽孔所揭露的一切地質構造資料,並正確填繪在礦井地質圖上,及時為採掘工程提供可靠地質資料。

3、查明褶皺樞紐的位置、方向、起伏情況和標高變化,查明斷層的性質、斷距、延展方向和斷失翼煤層的確切位置,為掘進施工指明方向。

4、及時指出採掘前方可能出現的地質構造,以及它們對煤厚變化、岩漿侵入、充水條件、瓦斯賦存等的影響,以便採取防護措施,保證安全生產。

5、根據構造的總體展布規律和某些構造的延伸特點,盡可能對未採掘地段進行構造**,為開拓部署提出合理建議。

總之,礦井地質構造研究的主要內容可簡述為:收全取準資料,及時上圖分析,總結地質規律,開展構造**,巧避地質構造之害,巧用地質構造之利。

五、礦井地質構造研究的工作方式、判斷方法

工作方式:採用排除法(指分析研究過程採用排除法,現場構造處理不能採用排除法)。一種地質現象可以由多個地質構造組合形成,因此在地質構造分析、研究時必須根據所揭露的地質現象盡量設想各種可能,全面收集可靠證據,按地質規律認真分析判斷,逐一排除可能性,必要時採取探測措施,最終判斷出可靠的地質構造。

為了集思廣益,預防片面性,礦井應該經常開展地質構造「會診」工作,以提高地質構造處理的成功概率和地質人員的工作經驗、能力。

判斷方法:

1、斷層: 有兩種判斷方法。

1)實測法:通過實測斷層面產狀、斷層面附近牽引構造、斷層上下盤地層位移來判斷斷層的存在、性質和斷距等。

2)地層接觸關係法:如果乙個地質剖面存在地層缺失,或不對稱重複,則存在斷層。

2、褶皺:有三種判斷方法。

1)追索法:對某乙個層位進行追索,以確定褶皺構造形態。

2)地層對比法:通過乙個地質剖面地層對比,如果地層存在對稱重複,可以確定存在褶皺構造。

3)地層層序分析法:如果乙個地質剖面地層層序發生變化,可以確定存在褶皺。

六、礦井地質構造研究工作的注意事項

(一)加強地層劃分對比、接觸關係研究-----基礎工作

地層是地質構造發育的物質基礎,控制了地質構造發育型別、規模,我們通過研究地層劃分對比、接觸關係、變形、缺失、重複和位移來判斷地質構造。

1、地層:當涉及**岩層的先後順序、地質年代和組合填圖單位時,稱為地層。所以地層除了有一定的形態和岩石內容外,還具有形成先後順序的涵義。

2、地層劃分:按地層的各種屬性(如不整合面、岩性、化石等)把地層剖面分為大小不同的單位就稱為地層的劃分。

1)構造學方法:根據角度不整合面、平行不整合面把上下地層劃分開。

2)岩石學方法:根據上下地層岩性的不同或岩石物理、化學性質的不同而將兩個地層劃分開來,也可根據岩石的組合情況及沉積旋迴劃分地層。

3)古生物學方法:根據上下地層所含化石的不同來劃分地層。

3、地層對比:是指地層特徵和地層位置的相當。這取決於所強調現象的不同種類的對比:

岩石對比論證岩石特徵和岩石地層位置相當;兩個化石層的對比論證其化石內容及其生物地層位置相當;而年代對比則論證年齡和在地質年代表中的位置相當。

1)直接追索對比法:即在野外或井下從乙個剖面直接追溯到另乙個剖面。這是乙個原始、簡單而又可靠的方法。

井下掘進煤巷、沿煤斜巷等就是直接追索對比法,但在施工中要加強跟蹤,避免跟丟層位。

2)岩石或岩性相似性對比法:即按兩地岩層的顏色、成分、結構、構造的相似來建立其對比關係。對岩性複雜的兩地層還可以根據其岩石組成的序列來對比。

與岩性有關的物理、化學性質如電引數、放射性、聲波或其他記錄也可作為對比依據。

3)古生物標誌對比法:根據兩地層所含的化石或化石組合的一致性或相似性來對比地層。

4、地層單位系統:依據不同的性質所作的地層劃分,可建立不同的地層單位系統。最常用的單位系統有三類。

1)岩石地層單位:由岩性、巖相或變質程度均一的岩石構成的三維空間岩層體。這些單位必須建立在岩石特徵在三維空間具體延展的基礎上,而不考慮其地質年代。

岩石年代單位可分為四級:群、組、段和層。

層:最小的岩石單位,指組內或段內的乙個明顯的特殊的單位層。

段:組內次一級的岩石地層單位,具有組內相鄰岩層不同的岩石特徵。

組:具有岩性、巖相和變質程度的一致性,可由一種岩石組成,或由一種主要岩石為主,夾有重複出現的夾層,或由兩三種岩石交替出現構成,還可能以很複雜的岩石組分為乙個組的特徵,而與其它比較單純的組相區別。

群:是比組高一級的地層單位,也是岩石地層系統中最大的分類單位。群是由兩個或兩個以上經常伴隨在一起而又具有某些統一的岩石學特點的組聯合構成。

另一種情況是當「一大套地層厚度巨大,岩類複雜,又因受構成擾動致使原始順序無法重建時,也可視為乙個特殊的群」。

2)生物地層單位:生物地層單位是根據地層中所含有的生物化石內容和特徵所劃分出來的地層單位。分為三種型別:組合帶、延限帶和頂峰帶。

3)時間地層單位:按地史中生物演化的階段可建立六個級別的時間(年代)地層單位。

5、地層接觸關係型別

1)整合(分為連續、間斷)

2)平行不整合

3)角度不整合

4)侵入關係

5)沉積關係

6)斷層關係

7)褶皺關係

8)流褶皺「穿刺」關係

(二)加強對礦井地質構造形成機理、分期配套研究-----前提工作

礦井地質構造形成機制、分期配套研究有助於我們掌握礦井地質構造的形成背景、規律和特徵。以蘇橋井田為例:

《福建省大田縣奇韜煤礦區蘇橋井田詳查(最終)報告》認為:井田內的構造分二期。第一期為印支運動,水平狀態的含煤地層由於受到從西向東的水平側向擠壓,造成岩層彎曲形成複式向斜構造(ⅰ、ⅱ級);在彎滑和彎流褶皺作用下,東翼生產「s」形,西翼產生反「s」形的次級褶皺(ⅲ級),同時派生斷面與岩層面基本一致的小斷層;印支運動進一步加強,西翼產生倒轉,形成倒轉向斜(ⅰ級)。

第二期為燕山期,受來自西部水平側壓進一步作用下,產生了f0、f1、f2、f6等一組向西傾的逆掩推覆斷層,將元古界的麻源群、泥盆系上統桃子坑組、天瓦崬組、石炭系林地組等地層及印支期嶺兜岩體從西向東推覆到棲霞組、文筆山組、童子巖組等地層的ⅰ級倒轉向斜之上,隨之產生f4斷層。

詳查報告的論述明顯存在如下三個問題:

1、f2斷層面發育ⅰ級倒轉向斜,因此f2斷層早於ⅰ級倒轉向斜發育,是在印支運動之前地層呈水平狀態時發育的。預計f0 也早於ⅰ級倒轉向斜發育,只是勘探深度不夠,正常翼的f0沒有揭露到位。

2、f4斷層面沒有呈ⅰ級倒轉向斜,因此是在ⅰ級倒轉向斜發育的後期產生的。ⅰ級倒轉向斜發育的後期,沿倒轉向斜的核部地層破裂,產生了f4斷層。因此f4晚於f2發育, f2不能切割f4。

基於這一點,zk2002、zk2201(以上兩孔f2切割f4)見f4的位置必須修改,下移到煤系地層中通過,將導致f4下盤的含煤地層厚度大幅減少,礦井的儲量也將大幅減少。

f4在形成的過程中,上盤地層向東錯動,下盤地層向西錯動,在斷層面附近下盤派生 「s」形,上盤派生反「s」形的次級牽引褶皺(ⅲ級)。在牽引褶皺的核部,派生一組與岩層面基本一致但與f4相交的小型逆斷層。

3、ⅱ2寬緩背斜,不僅發育在正常翼中,還發育在倒轉翼和f0、f2、f4等斷層面上,因此它不是在ⅰ級倒轉向斜形成的過程中產生的,而是在後期形成。經分析ⅱ2寬緩背斜的核部侵入巖發育,與地表的湯泉岩體(rδ53(1)a)是一整體。ⅱ2寬緩背斜是湯泉岩體(rδ53(1)a)在侵入的過程中發生底闢作用產生的。

綜上所述,井田內構造應該分四期。第一期為印支運動之前,水平狀態的地層之間,發育了f0、f2等拆離斷層。第二期為印支運動,水平狀態的含煤地層,由於受到從西向東的水平側向擠壓,造成岩層彎曲形成複式向斜構造(ⅰ級),在沿倒轉向斜的核部地層破裂,產生了f4斷層,受f4斷層的牽引,下盤派生「s」形,上盤派生反「s」形的次級褶皺(ⅲ級),並在核部派生一組斷面與岩層面基本一致的小型逆斷層。

第三期為湯泉岩體(rδ53(1)a)的侵入,形成了ⅱ級寬緩背斜,並在背斜核部,發育密集的放射狀或環狀小型正斷層。第四期為燕山期,受來自西部水平側壓進一步作用下,產生了f1、f6等一組向西傾的逆掩推覆斷層,將元古界的麻源群、泥盆系上統桃子坑組、天瓦崬組、石炭系林地組等地層及印支期嶺兜岩體從西向東推覆到棲霞組、文筆山組、童子巖組等地層的ⅰ級倒轉向斜之上。

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